способ очистки природного газа от двуокиси углерода

Формула изобретения

Способ очистки природного газа от двуокиси углерода, включающий контактирование его с реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют продукт, полученный электрохимически в электролизере с растворимым цинковым анодом при анодной плотности тока 0,1 А /см² и контактирование ведут в электролизере при комнатной температуре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической, газодобывающей и нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки газов от двуокиси углерода.

Известен способ очистки природного газа от двуокиси углерода, включающий его контактирование с аммиаком, отделение очищенного газа и переработку полученной реакционной смеси раствором сульфата натрия с концентрацией 470 - 515 г/л [1]

Недостатком способа является использование высокотоксичного соединения - аммиака [2]

Известен также способ удаления кислых газов из газовых смесей [3] согласно которому очистка газов от двуокиси углерода производится промывкой в скруббере щелочным раствором, содержащим 25 40% K₂CO₃ (при температуре раствора до 130^oC), 3% диэтил-2,2-дигидро-ксиламина и 1 2% N-алкил-2-аминоэтанола.

К недостаткам этого способа относится использование дефицитных и дорогостоящих органических соединений, а также повышенных температур, предполагающее применение дополнительных нагревательных устройств.

Мы не нашли в литературных источниках данных об электрохимических способах очистки природных газов от CO₂.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что в качестве реагента, используемого для извлечения двуокиси углерода из природных газов, применяется гидроксид цинка, получаемый путем электролиза при комнатной температуре 5 M раствора хлорида натрия в электролизере с растворимым цинковым анодом (анодная плотность тока 0,1 А/см²; Вт 98%). Далее суспензию гидроксида цинка обрабатывают током природного газа, содержащего двуокись углерода. Образующийся карбонат цинка выводится из системы и может быть использован как товарный продукт.

Предлагаемый способ позволяет устранить использование дефицитных и дорогостоящих реагентов в технологическом процессе и необходимость применения режима повышенных температур. Степень очистки газа при этом составляет около 100%

Пример 1. Электролизу подвергается 100 мл 5 M раствора хлорида натрия, насыщенного природным газом под давлением 0,1 МПа при анодной плотности тока 0,1 А/см². Сила тока 2 А, напряжение 2,4 В, время электролиза 2 ч. Выход по току карбоната цинка 98%

Пример 2. Электролиз проводился по п.1, отличающийся тем, что анодная плотность тока 0,05 А/см². Выход по току карбоната цинка 81%

Пример 3. Электролиз проводился по п.1, отличающийся тем, что анодная плотность тока 0,15 А/см². Выход по току карбоната цинка 90%

К преимуществам предлагаемого способа очистки природных газов от двуокиси углерода относится следующее.

1. Предлагаемый способ очистки природных газов от двуокиси углерода предполагает использование совершенно недефицитного и недорогостоящего реактива хлорида натрия, в отличие от диэтил-2,2-дигидроксиламина и N-алкил-2-аминоэтанола, применение которых предусмотрено известным способом очистки газовых смесей от кислых газов.

2. Предлагаемый способ предусматривает проведение очистки природных газов от двуокиси углерода электрохимически при команатой температуре (против 130^oC известного способа), что не требует применения дополнительных нагревательных устройств и дополнительных энергетических затрат на обогрев раствора.

3. Предлагаемый способ очистки природных газов от двуокиси углерода фактически требует для приготовления электролита, применяемого в технологическом процессе, всего один ингредиент хлорид натрия (против трех ингредиентов K₂CO₃, диэтил-2,2-дигидроксиламина и N-алкил-2-аминоэтанола известного способа очистки газовых смесей).

4. Предлагаемый способ очистки природных газов от двуокиси углерода не требует использования токсичных веществ, в частности, N-алкильных производных 2-аминоэтанола [4]

5. Согласно предлагаемого способа, одновременно с очисткой природных газов от двуокиси углерода происходит образование карбоната цинка, который после вывода из системы может быть использован как ценный товарный продукт.

6. Предлагаемый способ характеризуется высокой степенью очистки природных газов от двуокиси углерода около 100%